相信有很多小夥伴有這樣的疑問,我們的宇宙中的最高溫度到底有沒有上限?而最低溫度我們都知道是絕對零度-273.15℃,絕對零度只可接近,卻從來沒有出現過這樣的低溫。物理學家們認為最高的溫度是普朗克溫度,這是物理理論上的最高溫度,約為1.41679x10^32K,這大概是1.4億億億開,這是宇宙大爆炸一個普朗克時間後達到的溫度。宇宙大爆炸是如今最被認同的主流天文學物理理論,它的主要觀測證據是星體紅移現象與宇宙微波背景輻射。
按照麥克斯韋-玻爾茲曼分布,我們已經知道了溫度的本質就是微觀粒子運動劇烈程度的宏觀體現,微觀粒子運動越劇烈,在宏觀上的表現就是溫度越高。比如開水之所以燙手就是因為組成開水的水分子在劇烈運動,當你的手碰觸到這些劇烈運動的分之後就會吸收它們的動能,這時候組成你手的分子的運動程度就會增大,從而刺激到你的神經系統,於是你感覺到了燙。
而在所謂的最低溫度在理論上就是將微觀粒子的運動程度變成0,只要沒有了粒子運動就沒有了輻射,就達到了所謂的絕對零度。不過目前宇宙中還沒有這樣的地方,宇宙空間本來就充斥著各種電磁波,就算在再黑暗的地方或多或少都會有殘留的電磁波。電磁波具有能量,這些能量就是溫度的體現。
那要是宇宙中存在某一空間是完全真空且不存在光子,這個空間的溫度就是絕對零度嗎?答案也是否定的,因為宇宙真空中還存在迪拉克之海,也就是說真空在不斷地產生正反粒子對,並迅速湮滅,這就導致了真空不空,依舊存在著粒子運動的情況。除此以外,在普朗克長度級別上,時空並不是平滑的且存在著量子泡沫,並伴隨著能量的改變而改變。所以沒有哪一片真空區域是完全脫離物質而獨立存在的。所以實際上真實世界的最低溫度只能無限地逼近-273.15℃,卻始終無法達到這一溫度。
我們還可以通過德布羅意的物質波來了解絕對零度。物質波讓我們知道宏觀物質也是具有波粒二象性的,只是在宏觀世界極不明顯。按照理論,物質的溫度越低,其物質波波長就越長,物質就更加傾向于波而遠離粒子性了。如果物質的溫度不斷降低,那麼粒子之間的物質波就可以長到大部分都重疊了,這時候物質的粒子性就逐漸的遠離,消退。理論上物質的最低運動程度就是波粒二象限完全的變成波,但是這完全不可能實現。
舉個例子,就相當於往一個體積無限大的盤中先放入一杯水,然後滴入一滴墨,起初墨水的濃度還是可以看清的,可是隨著我們不斷地往這個盆裡加水,這會導致這個盆裡的墨水濃度越來越低,墨的存在你基本就察覺不到了,但是墨確實始終都在這個盆裡。這就好像物質的粒子性,隨著波長的增加,粒子性會越來越難察覺到。所以絕對零度是無法到達的。
那麼人類所能達到的最高溫度是多少呢?以目前的科技,人類能夠製造的最高溫度是5.1億攝氏度,這個溫度比太陽的中心還要熱上30倍。這個溫度是1994年在美國的新澤西州普林斯頓等離子物理實驗室中的託卡馬克核聚變反應堆中利用氘和氚的混合氣體核聚變產生的。但是這個溫度和普朗克溫度相比完全可以忽略不計。
通過了解溫度的上限可以讓我們感受到人類對於宇宙來說是多麼的渺小。好了今天的地上下限溫度就說到這裡了,希望朋友們關注分享評論給小編一個支持。